随机锈蚀H型钢构件抗弯承载力退化规律及概率分布模型研究

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H型钢构件已被广泛应用于建筑结构中,而钢构件在服役过程中会不可避免地发生锈蚀,这样就会导致钢构件表面变得不规则,从而影响钢构件的承载能力,严重威胁钢结构的安全。在实际工程中,钢构件表面往往发生点蚀。采用有限元软件分析了随机点蚀下对钢构件承载力的影响,从质量损失率、轴压比、几何参数以及锈蚀参数这几个方面入手,研究它们对钢构件承载力折减系数的影响以及钢构件承载力的概率分布模型。并在此基础上,提出了特定条件下折减系数的理论分析方法,该方法可以根据质量损失率来确定随机点蚀下钢构件承载力的折减系数,有助于确定点蚀构件承载力的退化规律,为评估钢构件使用寿命及维护方案提供帮助;具体研究内容如下:(1)揭示了受拉翼缘和受压翼缘锈蚀对钢梁抗弯承载力的影响。系统的研究了锈蚀位置对抗弯承载力的影响,同时验证有限元模型的可靠性,分析了锈蚀和几何参数对钢梁抗弯承载力的影响,基于此提出了抗弯承载力预测的解析方法。(2)通过非线性数值分析方法,研究了锈蚀钢梁的力学行为;结果表明,具有随机锈蚀坑的钢梁的抗弯承载力呈正态分布;同时研究了锈蚀参数(含锈蚀深度Tc、蚀坑直径Dc和蚀坑数量n对锈蚀钢梁的概率分布模型的影响。(3)研究了随机点蚀对钢柱抗压承载力的影响,通过对结果的分析,得到了不同部位的锈蚀、几何尺寸和材料强度对钢梁抗弯承载力的影响规律。在考虑点蚀深度、几何尺寸和点蚀尺寸的同时,还将一侧翼缘的随机点蚀与两侧翼缘随机点蚀的情况进行对比,研究其折减系数递减规律的相同点与不同点。(4)实际中钢柱总是同时受到轴力和弯矩的作用。而轴向力的存在会降低钢柱的抗弯承载力,这种影响对于锈蚀的钢柱来说也是如此。研究了随机锈蚀H型钢柱在偏压作用下承载力退化规律,分析了点蚀对锈蚀钢柱承载力的影响,提出了一种预测锈蚀钢柱在轴压下的抗弯承载力的方法。(5)研究了锈蚀坑的位置和大小这些参数对钢柱的质量损失率和抗弯承载力的影响。建立在轴压作用下随机点蚀钢柱抗弯承载力的概率分布模型,以及特定锈蚀深度和几何参数的概率分布模型。该论文有图94幅,表2个,参考文献62篇。
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